Kretschema för LED-lampa: konstruktion av enklaste drivrutiner

LED-ljuskällor blir snabbt populära och ersätter oekonomiska glödlampor och farliga lysrör. De använder energi effektivt, håller länge, och vissa av dem kan repareras efter att de gått sönder.

För att korrekt byta ut eller reparera en trasig komponent behöver du kretsen för en LED-lampa och kännedom om konstruktionsdetaljerna. Denna information har vi detaljerat behandlat i vår artikel, med fokus på olika lampmodeller och deras konstruktion. Vi har också gett en kort översikt av de mest populära LED-modellernas uppbyggnad från kända tillverkare.

Hur är en LED-lampa uppbyggd?

Närstudie av LED-lampans konstruktion kan behövas endast i ett fall – om du behöver reparera eller förbättra ljuskällan.

Hemsnickare som har ett set med komponenter kan själva montera en LED-lampa, men för en nybörjare är det för svårt.

Med tanke på att LED-apparater har blivit grunden för belysningssystem i moderna lägenheter, kan kunskapen att förstå lampors konstruktion och reparera dem spara en betydande del av hushållsbudgeten.

Men genom att studera kretsen och ha grundläggande kunskaper i elektronik kan även en nybörjare demontera lampan, byta ut trasiga delar och återställa funktionaliteten. För detaljerade instruktioner om felsökning och reparation av LED-lampor, gå gärna till denna länk.

Är det meningsfullt att reparera en LED-lampa? Absolut. Till skillnad från glödlampsanaloger för 10 kr styck, är LED-enheter dyra.

Anta att en «päron»-lampa från GAUSS kostar runt 8 kr, och ett mer kvalitativt alternativ från OSRAM kostar 12 kr. Att byta en kondensator, resistor eller diod blir billigare, och lampans livslängd kan förlängas genom snabbt byte.

Det finns många varianter av LED-lampor: ljus, päron, klot, spotlights, kapslar, band och andra. De skiljer sig i form, storlek och konstruktion. För att tydligt se skillnaden från en glödlampa, låt oss titta på en vanlig päronformad modell.

Istället för glaskolv – en matt diffusor, glödtråden har ersatts av långlivade dioder på ett kretskort, överskottsvärme leds bort av en kylfläns och spänningsstabilitet säkerställs av en drivkrets.

Om man bortser från den vanliga formen, kan man bara notera en bekant komponent – sockel. Storleksserien på socklar har förblivit densamma, så de passar traditionella hållare och kräver inget byte av elsystem. Men där slutar likheten: den inre konstruktionen av LED-enheter är mycket mer komplex än hos glödlampor.

LED-lampor är inte avsedda att fungera direkt från nätspänning 220 V, så inuti enheten finns en drivkrets som fungerar både som strömförsörjning och styrning. Den består av många små komponenter vars huvuduppgift är att likrikta strömmen och sänka spänningen.

Olika typer av kretsar och deras egenskaper

För att skapa en optimal spänning för driften av enheten med dioder, byggs drivkretsen på basis av en krets med kondensator eller en nedtrappningstransformator. Det första alternativet är billigare, det andra används för kraftfulla lampor.

Det finns också en tredje typ – växelriktarkretsar, som används antingen för dimbara lampor eller för enheter med ett stort antal dioder.

Alternativ #1 – med kondensatorer för spänningsreduktion

Låt oss titta på ett exempel med en kondensator, eftersom sådana kretsar är vanliga i hushållslampor.

Grundläggande kretsschema för LED-lampans drivkrets. Huvudkomponenterna som sänker spänningen är kondensatorer (C2, C3), men även motståndet R1 utför samma funktion

Kondensator C1 skyddar mot nätstörningar, och C4 jämnar ut rippel. När ström tillförs begränsar två motstånd – R2 och R3 – den och skyddar samtidigt mot kortslutning, och komponent VD1 omvandlar växelspänning.

När strömtillförseln upphör, laddas kondensatorn ur med hjälp av motstånd R4. För övrigt används R2, R3 och R4 långt ifrån av alla tillverkare av LED-produkter.

För kontroll av kondensatorn används ganska ofta en multimeter.

Nackdelar med kondensatorkretsen:

1. Möjlighet till överbränning av dioder, eftersom ingen stabilitet i strömtillförseln förekommer. Spänningen över lasten är helt beroende av matningsspänningen.
2. Galvanisk isolation saknas, så det finns risk för elektrisk stöt. Det rekommenderas inte att röra vid strömförande delar under demontering av lampor, eftersom de är under fas.
3. Det är praktiskt taget omöjligt att uppnå höga ljusströmmar, eftersom det skulle kräva en ökning av kondensatorernas kapacitet.

Men fördelarna är också många; det är just tack vare dem som kondensatorerna förblir populära. Fördelarna är enkel montering, ett brett spänningsområde vid utgången och låg kostnad.

Man kan tryggt experimentera med egentillverkning, särskilt eftersom en del komponenter kan hittas i gamla radioapparater eller tv-apparater.

Alternativ #2 – med pulserande drivrutin

Till skillnad från linjära drivkretsar med kondensator skyddar impulsdrivaren effektivt lysdioderna mot spänningsvariationer och störningar i nätet.

Ett exempel på en impulsdriven anordning är den populära elektroniska modellen CPC9909. Låt oss titta närmare på dess funktioner. Användningseffektiviteten når 98 % – en siffra där man verkligen kan tala om energibesparing och ekonomi.

Mikrokretsen CPC9909, utvecklad av företaget Clare, används ofta för egen montering av LED-armaturer, även med högre effekt. Kontrollern är innesluten i ett kompakt plastkapsel.

Enheten kan matas direkt från högspänning – upp till 550 V, eftersom drivaren är utrustad med en inbyggd stabilisator. Tack vare samma stabilisator har kretsen blivit enklare och kostnaden lägre.

LED-drivarkrets baserad på mikrokretsen CPC9909. Fördelar: möjlighet att arbeta i temperaturintervallet -55 °C till +85 °C och matning från växelspänning.

Mikrokretsen används framgångsrikt för utveckling av elnät för nöd- och reservbelysning, eftersom den är lämplig för kretsar med step-up-omvandlare.

I hemmiljö på basis av CPC9909 monteras oftast armaturer med batterimatning eller drivare med effekt som inte överstiger 25 V.

Alternativ #3 – med dimbar drivrutin

Justering av ljusstyrkan hos belysningsarmaturer gör att man kan ställa in önskad belysningsnivå i rummet. Detta är praktiskt vid skapande av separata zoner, minskning av ljusstyrka under dagtid eller för att framhäva inredningsdetaljer.

Med hjälp av en dimmer blir elanvändningen mer rationell, och elapparatens livslängd ökar.

Ett exempel på en armatur i retrostil med dimmer. Till utseendet påminner bordslampan om en fotogenlampa och har en ratt på sidan för ljusstyrkereglering.

Det finns två typer av dimbara drivkretsar, var och en med sina egna fördelar. De första arbetar med PWM-styrning.

De installeras mellan lampan och strömförsörjningen. Energin tillförs i form av pulser med olika längd. Ett exempel på användning av en drivare med PWM-reglering är en löptext.

Test av en dimbar drivare med effekt 40 W. Den är avsedd för kontorsbelysning samt för apparater i parkeringshus och offentliga byggnader där ett energisparläge krävs.

Dimningsbara drivare av den andra typen påverkar strömkällan direkt och används för enheter med stabiliserad ström.

Vid strömreglering kan ljusets nyans förändras: vita dioder börjar avge svagt gult ljus när strömmen minskar, och blått när den ökar.

Kort översikt och testning av populära LED-lampor

Även om principerna för kretsuppbyggnaden hos drivare för olika belysningsenheter är likartade, finns det skillnader både i anslutningsordningen för komponenterna och i valet av dem.

Låt oss titta på kretsarna för 4 lampor som säljs fritt. Om man vill kan man reparera dem själv.

Om man har erfarenhet av att arbeta med styrenheter kan man byta ut kretselement, löda om den och förbättra den något.

Noggrann arbete och ansträngningar för att hitta komponenter är dock inte alltid motiverat – det är lättare att köpa en ny belysningsenhet.

Alternativ #1 – LED-lampa BBK P653F

Märket BBK har två mycket liknande modifikationer: lampan P653F skiljer sig från modell P654F endast i konstruktionen av ljusavgivningsenheten. Följaktligen är både drivarkretsen och enhetens övergripande konstruktion hos den andra modellen uppbyggd enligt principerna för den första.

Kretskortet har kompakta dimensioner och en genomtänkt placering av komponenter, där båda sidorna används för montering. Förekomsten av pulsering förklaras av avsaknaden av en filterkondensator som borde finnas på utgången.

I konstruktionen är det lätt att hitta brister. Till exempel placeringen av styrenheten: delvis i kylflänsen, utan isolering, delvis i foten. Monteringen på chipet SM7525 ger 49,3 V på utgången.

Alternativ #2 – LED-lampa Ecola 7w

Radiatorkylaren är gjord av aluminium, sockeln är av grå värmebeständig polymer. På ett kretskort med en tjocklek på en halv millimeter är 14 lysdioder monterade i serie.

Mellan kylflänsen och kretskortet finns ett lager värmeöverförande pasta. Sockeln är fäst med självgängande skruvar.

Kretsen för kontrollern är enkel, implementerad på ett kompakt kretskort. Lysdioderna värmer basplattan till +55 °C. Praktiskt taget inget flimmer, och radiostörningar är också uteslutna.

Kretskortet är helt inneslutet i sockeln och anslutet med förkortade ledningar. Kortslutningar är omöjliga eftersom det omgivande materialet är plast – ett isolerande material. Utgången från kontrollern är 81 V.

Alternativ #3 – demonterbar lampa Ecola 6w GU5,3

Tack vare den demonterbara konstruktionen kan man själv reparera eller förbättra enhetens drivkrets.

Dock förstörs intrycket av en oattraktiv design och konstruktion. Den stora kylflänsen ökar vikten, så vid montering av lampan i sockeln rekommenderas extra fästning.

Kretskortet har kompakta dimensioner och en genomtänkt placering av komponenter, där båda sidorna används för montering. Förekomsten av pulsering förklaras av avsaknaden av en filterkondensator som borde finnas på utgången.

Nackdelen med kretsen är märkbart flimmer i ljusflödet och hög grad av radiostörningar, vilket oundvikligen påverkar livslängden. Kontrollerns bas är en BP3122-krets, utgångsvärdet är 9,6 V.

Mer information om Ecola LED-lampor har vi behandlat i vår andra artikel.

Alternativ #4 – lampa Jazzway 7,5w GU10

Lampans yttre delar lossnar enkelt, så man kan komma åt kontrollern ganska snabbt genom att skruva loss två par självgängande skruvar. Skyddsglaset hålls på plats med snäppfästen. På kretskortet är 17 lysdioder monterade i serie.

Dock är själva kontrollern i sockeln rikligt ingjuten i kompound, och ledningarna är pressade i klämmor. För att frigöra dem måste man använda en borr eller löda loss dem.

Nackdelen med kretsen är att en vanlig kondensator fungerar som strömbegränsare. När lampan slås på uppstår strömstötar, vilket resulterar i antingen utbrända lysdioder eller att lysdiodsbryggan går sönder.

Radiostörningar observeras inte – tack vare avsaknaden av en pulsad kontroller, men på frekvensen 100 Hz märks påtagligt flimmer i ljuset, som når upp till 80% av maxvärdet.

Resultatet av styrenhetens arbete är 100 V vid utgången, men enligt den allmänna bedömningen är lampan snarare en svag apparat. Dess pris är uppenbart för högt och jämställs med priset på märken som utmärker sig genom stabil produktkvalitet.

Andra egenskaper och specifikationer för lampor från denna tillverkare har vi presenterat i följande artikel.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Hur LED-drivare är uppbyggda, vad deras egenskaper och funktioner är, kan man lära sig från videoklippen nedan.

Demontering av kretsen för en LED-lampa MR-16:

Kretsschema för en drivare för hemmamontering av lampor med effekt upp till 15 W:

Hur drivaren FT833A ser ut och fungerar:

Hemmagjord av enkla komponenter:

Nu på kommersiella internetplattformar kan man köpa kit och enskilda komponenter för montering av belysningsarmaturer med olika effekt.

Vid önskemål kan man reparera en trasig LED-lampa eller modifiera en ny för att få bättre resultat. Vid köp rekommenderar vi att noggrant kontrollera specifikationer och komponenternas överensstämmelse.

Har du frågor kvar efter att ha läst materialet ovan? Eller vill du lägga till värdefull information och andra kretsscheman för lampor baserat på din personliga erfarenhet av reparation av LED-lampor? Skriv dina rekommendationer, lägg till bilder och kretsscheman, ställ frågor i kommentarsfältet nedan.